本发明专利技术公布了一种用于稳定含有机物的重金属铅污染场地的固化剂，所述的固化剂按照重量百分比，由以下组分组成：磷酸盐：33％-40％；粒化高炉矿渣粉：33％-40％；氧化镁：20％-34％。该固化剂可在含有机物污染的重金属污染场地的原位处理中使用，固化效果明显，经过该固化剂处理后污染场地的pH值低，腐蚀性小；并且，处理后的污染场地具有较高强度，可直接作为浅层基础使用；同时该固化剂环保、价格低廉。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于土木工程或者道路工程中固化剂，具体来说，涉及一种用于稳定含有机物的重金属铅污染场地的固化剂。
技术介绍
固化稳定法(Solidification/Stabilization)是将废弃物与胶凝材料(胶结剂、 固化剂)混合，同时通过物理和化学手段降低污染物质的淋滤能力及提高土体强度，从而将有害物质转化为环境可以接受的材料。此法适用于重金属污染场地的原位修复，然而许多重金属污染场地中均存在有机物污染，使得传统水泥固化剂存在以下的缺点(1)由于有机物的存在会对水泥水化过程造成干扰，对硅酸盐水泥固化效果造成滞后影响，包括化学固定和物理包裹等。(2)固化稳定后的土体pH值一般维持在12-13之间。首先，土体的高碱性环境较难维持，修复后的土体强度难以长期维持；其次，由于对污染有机物有降解作用的微生物在强碱性环境下亦难以生存，所以若污染场地同时存在重金属及有机物污染，其固化效果会受污染有机物影响而大幅降低；最后，高碱性环境对于修复后的土体栽培植物以及场地周边的生态环境也造成较大影响。(3)随着时间的增加，水泥土的碳化效应会愈专利技术显，使其受力性能大大降低，直到土体结构发生破坏。(4)水泥水化的过程中会释放大量的二氧化碳(分子式C02)气体，且水泥在制备过程中也会产生CO2气体。经统计，上述CO2气体总和占全世界总排放量的5%左右。施工中要达到良好的固化效果，需要较高的水泥掺量，这无疑又提高了成本。
技术实现思路
技术问题本专利技术所要解决的技术问题是提供一种用于稳定含有机物的重金属铅污染场地的固化剂，该固化剂对含有机物污染的重金属污染场地进行原位处理时，固化效果明显。技术方案为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是一种用于稳定含有机物的重金属铅污染场地的固化剂，所述的固化剂按照重量百分比，由以下组分组成磷酸盐33%-40%; 粒化高炉矿渣粉33 % -40 % ；氧化镁20%-34%。有益效果与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果1.可在含有机物污染的重金属污染场地的原位处理中使用，固化效果明显，腐蚀性小。本专利技术的固化剂处理后的土体强度远高于使用水泥土固化剂处理后的土体强度，尤其是在污染场地重金属含量较高时，土体强度效果尤为明显。新型固化剂属于弱碱性固化剂， 与水泥固化剂相比，腐蚀性小，利于场地植被修复。 2.经过该固化剂处理后污染场地的pH值较低，利于有机物污染物的降解。本专利技术的固化剂处理后的土壤PH值维持在10-10. 5之间。水泥固化剂固化后的土壤pH值大于12。 对有机物有降解作用的微生物在高碱性环境下(PH> 11)将难易生存。土壤pH值较低时， 有利于微生物的成活和繁殖，进而降解有机物污染物，起到净化土壤的功效。因此，经过本专利技术的固化剂处理后污染场地的PH值较低，利于有机物污染物的降解。3.该固化剂环保、价格低廉，取材广泛。本专利技术的固化剂中的粒化高炉矿渣粉属工业废料；重质氧化镁市场零售价格在500-600元一吨；磷酸盐矿物分布广泛，且固化剂对磷酸盐纯度要求不高，取材广泛。普通硅酸盐水泥市场零售价格在500-600元之间。附图说明图1是本专利技术提供的第一种方案的固化剂在不同龄期下，固化土体后的土体强度示意图。图2是本专利技术提供的第二种方案的固化剂在不同龄期下，固化土体后的土体强度示意图。图3是本专利技术提供的第三种方案的固化剂在不同龄期下，固化土体后的土体强度示意图。图4是本专利技术提供的第四种方案的固化剂在不同龄期下，固化土体后的土体强度示意图。图5是在7天的龄期下，在不同土体重金属铅浓度中，本专利技术提供的四种方案的固化剂固化土体后的土体强度示意图。图6是在14天的龄期下，在不同土体重金属铅浓度中，本专利技术提供的四种方案的固化剂固化土体后的土体强度示意图。图7是在观天的龄期下，在不同土体重金属铅浓度中，本专利技术提供的四种方案的固化剂固化土体后的土体强度示意图。图8是1 2+浓度为0. 01%的试样土体经过四种方案的固化剂处理后的pH值随龄期的变化示意图。图9是1 2+浓度为0. 的试样土体经过四种方案的固化剂处理后的pH值随龄期的变化示意图。图10是1 2+浓度为0. 5%的试样土体经过四种方案的固化剂处理后的pH值随龄期的变化示意图。图11是1 2+浓度为的试样土体经过四种方案的固化剂处理后的pH值随龄期的变化示意图。图12是1 2+浓度为2%的试样土体经过四种方案的固化剂处理后的pH值随龄期的变化示意图。具体实施例方式下面结合实施例和附图，对本专利技术的技术方案进行详细的说明本专利技术的一种用于稳定含有机物的重金属铅污染场地的固化剂，所述的固化剂按照重量百分比，由以下组分组成磷酸盐33%-40%;粒化高炉矿渣粉33 % -40 % ；氧化镁20%-34%。在上述组份中，优选磷酸盐、粒化高炉矿渣粉和氧化镁的重量比为2 2 1。上述各组分中，含水量均应小于2%。所述的磷酸盐可以为磷酸二氢钾(KH2PO4)、磷酸二氢铵 ((NH4)2H2PO4)和羟磷石(Qiici(PO4)6OH2)中的一种。粒化高炉矿渣粉(GGBS)主要成分以硅酸盐和铝酸盐为主要成分的熔融物，经淬冷成粒后粉磨所得的粉体材料，矿渣粉以无定形的玻璃体结构为主，含少量的结晶型矿物。因矿渣中玻璃体含量多，结构处在高能量状态，不稳定，潜在活性大，需磨细才能将其潜在活性发挥出来。氧化镁为重质氧化镁或者轻质氧化镁。轻质氧化镁的煅烧温度在400-600摄氏度之间。重质氧化镁的煅烧温度在1400-2800 摄氏度之间。制备本专利技术的用于稳定含有机物的重金属铅污染场地的固化剂的方法是首先， 将磷酸盐、粒化高炉矿渣粉和氧化镁按照一定的重量份数混合，然后在烘干炉中干燥5-10 小时，随后转入研磨机中研磨，使得各组分混合粉磨至比表面积500-800m2/kg。利用本专利技术的固化剂对含有机物的重金属铅污染场地的进行固化的过程是采用搅拌桩施工机械将重金属污染土与固化剂原位搅拌处理，达到包裹污染物的效果，防止污染体向周围环境进一步扩散，从而将有害物质转化为环境可接受的稳定固体材料。本专利技术的固化剂兼有化学及物理加固的突出特点，其固化稳定重金属原理包括(1)离子交换(磷酸盐沉淀物的表面)磷酸盐沉淀中的金属阳离子(Ca2+，K+)与土颗粒上的重金属离子发生离子交换，这是固化稳定重金属的主要途径。以重金属1 来说，经过离子交换，形成磷氯铅盐类沉淀(Pb5(PO4)3X ；X = F，Cl，B or OH)。(2)不定型形式的磷酸盐金属结晶以重金属1 来说，氟磷酸铅(Pbltl(PO4)6F2)是重要的磷酸盐金属结晶，也是固化稳定重金属1 的重要机理。(3)吸附与包裹作用由于磷酸盐沉淀具有很高的比表面积，重金属容易吸附于水泥土表面或新型固化剂水化产物表面。固化稳定法处理污染场地过程中，重金属污染物与固化剂，土体之间同时存在、或者连续发生多种物理化学反应。对于铅(Pb)污染而言，主要生成的不溶铅磷酸盐包括磷氯铅盐晶体(Pb5(PO4)3OH)以及氯代磷酸铅(Pb5(PO4)3Cl)或他们的同晶体。使用本专利技术的固化剂处理后的污染场地，可作为浅层基础使用。下面通过试验来说明本专利技术的固化剂具有的优良效果。试验对改良后的污染土体，即使用固化剂对污染场地进行固化后的污染土体的强度特本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：杜延军，魏明俐，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：
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